package threadedbinarytree;

/**
 * 线索化二叉树
 */
public class ThreadedBinaryTreeDemo {

    public static void main(String[] args) {
        //测试一把中序线索二叉树的功能
        HeroNode root = new HeroNode(1, "tom");
        HeroNode node2 = new HeroNode(3, "jack");
        HeroNode node3 = new HeroNode(6, "smith");
        HeroNode node4 = new HeroNode(8, "mary");
        HeroNode node5 = new HeroNode(10, "king");
        HeroNode node6 = new HeroNode(14, "dim");

        //二叉树，后面我们要递归创建, 现在简单处理使用手动创建
        root.left = node2;
        root.right = node3;
        node2.left = node4;
        node2.right = node5;
        node3.left = node6;

        //测试中序线索化
        ThreadedBinaryTree threadedBinaryTree = new ThreadedBinaryTree();
        threadedBinaryTree.setRoot(root);
        threadedBinaryTree.threadedNodes();

        //测试: 以10号节点测试
        HeroNode leftNode = node5.left;
        HeroNode rightNode = node5.right;
        System.out.println("10号结点的前驱结点是=" + leftNode); //3
        System.out.println("10号结点的后继结点是=" + rightNode); //1

        //当线索化二叉树后，不能在使用原来的遍历方法
        //threadedBinaryTree.infixOrder();
        System.out.println("使用线索化的方式遍历 线索化二叉树");
        threadedBinaryTree.threadedList(); // 8, 3, 10, 1, 14, 6

    }
}

//定义ThreadedBinaryTree 实现了线索化功能的二叉树
class ThreadedBinaryTree {
    private HeroNode root;

    //为了实现线索化，需要创建要给指向当前结点的前驱结点的指针
    //在递归进行线索化时，pre 总是保留前一个结点
    private HeroNode pre = null;


    public void setRoot(HeroNode root) {
        this.root = root;
    }


    //遍历线索化二叉树的方法
    public void threadedList() {
        //定义一个遍历，存储当前遍历的节点，从root开始
        HeroNode node = root;
        while (node != null) {
            //循环的找到leftType == 1的结点，第一个找到就是8结点
            //后面随着遍历而变化,因为当leftType==1时，说明该结点是按照线索化
            //处理后的有效结点
            while (node.leftType == 0) {
                node = node.left;
            }
            //当leftType==1时，打印当前这个节点
            System.out.println(node);
            //如果当前结点的右指针指向的是后继结点,就一直输出
            while (node.rightType == 1) {
                //获取到当前结点的后继结点
                node = node.right;
                System.out.println(node);
            }
            //node的rightType不等于1，替换这个遍历的结点
            node = node.right;
        }
    }

    public void threadedNodes() {
        threadedNodes(root);
    }

    //编写对二叉树进行中序线索化的方法

    /**
     * @param node 就是当前需要线索化的结点
     */
    public void threadedNodes(HeroNode node) {
        //如果node==null, 不能线索化
        if (node == null) {
            return;
        }
        //(一)先线索化左子树
        threadedNodes(node.left);
        //(二)线索化当前结点[有难度]
        //处理当前结点的前驱结点
        //以8结点来理解
        //8结点的.left = null , 8结点的.leftType = 1
        if (node.left == null) {
            //让当前结点的左指针指向前驱结点
            node.left = pre;
            //修改当前结点的左指针的类型,指向前驱结点
            node.leftType = 1;
        }
        //处理后继结点
        if (pre != null && pre.right == null) {
            //让前驱结点的右指针指向当前结点
            pre.right = node;
            //修改前驱结点的右指针类型
            pre.rightType = 1;
        }
        //!!! 每处理一个结点后，让当前结点是下一个结点的前驱结点
        pre = node;

        //(三)在线索化右子树
        threadedNodes(node.right);
    }


    //前序遍历
    public void preOrder() {
        if (this.root != null) {
            this.root.preOrder();
        } else {
            System.out.println("当前二叉树为空，无法遍历！");
        }
    }

    //中序遍历
    public void infixOrder() {
        if (this.root != null) {
            this.root.infixOrder();
        } else {
            System.out.println("当前二叉树为空，无法遍历！");
        }
    }

    //后序遍历
    public void postOrder() {
        if (this.root != null) {
            this.root.postOrder();
        } else {
            System.out.println("当前二叉树为空，无法遍历！");
        }
    }

    public HeroNode preOrderSearch(int no) {
        HeroNode heroNode = null;
        if (root != null) {
            heroNode = this.root.preOrderSearch(no);
            if (heroNode == null) {
                System.out.println("该二叉树中不存在此节点");
            }
        } else {
            System.out.println("当前二叉树为空！");
            return null;
        }
        return heroNode;
    }

    public HeroNode infixOrderSearch(int no) {
        HeroNode heroNode = null;
        if (root != null) {
            heroNode = this.root.infixOrderSearch(no);
            if (heroNode == null) {
                System.out.println("该二叉树中不存在此节点");
            }
        } else {
            System.out.println("当前二叉树为空！");
            return null;
        }
        return heroNode;
    }

    public HeroNode postOrderSearch(int no) {
        HeroNode heroNode = null;
        if (root != null) {
            heroNode = this.root.postOrderSearch(no);
            if (heroNode == null) {
                System.out.println("该二叉树中不存在此节点");
            }
        } else {
            System.out.println("当前二叉树为空！");
            return null;
        }
        return heroNode;
    }

    //删除结点
    public void delNode(int no) {
        if (root != null) {
            //如果只有一个root结点, 这里立即判断root是不是就是要删除结点
            if (root.no == no) {
                root = null;
            } else {
                //递归删除
                root.delNode(no);
            }
        } else {
            System.out.println("空树，不能删除~");
        }
    }


}

//先创建HeroNode 结点
class HeroNode {
    public int no;
    public String name;
    public HeroNode left; //默认null
    public HeroNode right; //默认null

    //如果leftType==0表示指向的是左子树，如果1则表示指向前驱节点
    //如果rightType==0表示指向的是右子树，如果1表示指向后继节点
    public int leftType;
    public int rightType;

    public HeroNode(int no, String name) {
        this.no = no;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "HeroNode{" +
                "no=" + no +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }

    //编写前序遍历的方法
    public void preOrder() {
        //先输出父结点
        System.out.println(this);
        //递归向左子树前序遍历
        if (this.left != null) {
            this.left.preOrder();
        }
        //递归向右子树前序遍历
        if (this.right != null) {
            this.right.preOrder();
        }
    }

    //编写中序遍历
    public void infixOrder() {
        //递归向左子树中序遍历
        if (this.left != null) {
            this.left.infixOrder();
        }
        //输出当前节点
        System.out.println(this);
        //递归向右子树中序遍历
        if (this.right != null) {
            this.right.infixOrder();
        }
    }

    //编写后序遍历
    public void postOrder() {
        //递归向左子树遍历
        if (this.left != null) {
            this.left.postOrder();
        }
        //递归向右子树遍历
        if (this.right != null) {
            this.right.postOrder();
        }
        //输出当前节点
        System.out.println(this);
    }

    //前序遍历查找

    /**
     * @param no 查找no
     * @return 如果找到就返回该Node ,如果没有找到返回 null
     */
    public HeroNode preOrderSearch(int no) {
        if (this.no == no) {
            return this;
        }
        HeroNode resNode = null;
        if (this.left != null) {
            resNode = this.left.preOrderSearch(no);

        }

        //当resNode不为null时说明在左子树找到了，返回
        if (resNode != null) {
            return resNode;
        }

        if (this.right != null) {
            resNode = this.right.preOrderSearch(no);
        }
        //右子树不管找没找到，直接返回
        return resNode;
    }

    //中须遍历查找

    /**
     * @param no 查找no
     * @return 如果找到就返回该Node ,如果没有找到返回 null
     */
    public HeroNode infixOrderSearch(int no) {
        HeroNode resNode = null;
        if (this.left != null) {
            resNode = this.left.infixOrderSearch(no);
        }
        //当resNode不为null时说明在左子树找到了，返回
        if (resNode != null) {
            return resNode;
        }

        if (this.no == no) {
            return this;
        }
        if (this.right != null) {
            resNode = this.right.infixOrderSearch(no);
        }
        //右子树不管找没找到，直接返回
        return resNode;
    }

    //后序遍历查找

    /**
     * @param no 查找no
     * @return 如果找到就返回该Node ,如果没有找到返回 null
     */
    public HeroNode postOrderSearch(int no) {
        HeroNode resNode = null;
        if (this.left != null) {
            resNode = this.left.postOrderSearch(no);
        }

        //当resNode不为null时说明在左子树找到了，返回
        if (resNode != null) {
            return resNode;
        }

        if (this.right != null) {
            resNode = this.right.postOrderSearch(no);
        }
        if (this.no == no) {
            return this;
        }
        //右子树不管找没找到，直接返回
        return resNode;
    }

    //递归删除结点
    //1.如果删除的节点是叶子节点，则删除该节点
    //2.如果删除的节点是非叶子节点，则删除该子树
    public void delNode(int no) {

        //思路
		/*
		 * 	1. 因为我们的二叉树是单向的，所以我们是判断当前结点的子结点是否需要删除结点，而不能去判断当前这个结点是不是需要删除结点.
			2. 如果当前结点的左子结点不为空，并且左子结点 就是要删除结点，就将this.left = null; 并且就返回(结束递归删除)
			3. 如果当前结点的右子结点不为空，并且右子结点 就是要删除结点，就将this.right= null ;并且就返回(结束递归删除)
			4. 如果第2和第3步没有删除结点，那么我们就需要向左子树进行递归删除
			5.  如果第4步也没有删除结点，则应当向右子树进行递归删除.

		 */
        //2. 如果当前结点的左子结点不为空，并且左子结点 就是要删除结点，就将this.left = null; 并且就返回(结束递归删除)
        if (this.left != null && this.left.no == no) {
            //判断
            if (this.left.left != null) {
                this.left.left.right = this.left.right;
                this.left = this.left.left;
            } else if (this.left.right != null) {
                this.left = this.left.right;
            } else {
                this.left = null;
            }

            return;
        }
        //3.如果当前结点的右子结点不为空，并且右子结点 就是要删除结点，就将this.right= null ;并且就返回(结束递归删除)
        if (this.right != null && this.right.no == no) {
            //判断
            if (this.right.left != null) {
                //当前节点的右节点被删除，它含有左节点，将左节点代替该点
                this.right.left.right = this.right.right;//把其的右节点变成新节点右节点
                this.right = this.right.left;
            } else if (this.right.right != null) {
                this.right = this.right.right;
            } else {
                this.right = null;
            }
            return;
        }
        //4.我们就需要向左子树进行递归删除
        if (this.left != null) {
            this.left.delNode(no);
        }
        //5.则应当向右子树进行递归删除
        if (this.right != null) {
            this.right.delNode(no);
        }
    }
}


